[发明专利]一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元

摘要

本发明涉及一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元，其中驾驶员疲劳检测手机，包括手机摄像头、手机功能单元和检测单元；其中检测单元包括切割单元、人眼判断单元、嘴部判断单元、头部判断单元和警告单元；驾驶员疲劳检测单元，包括切割单元、人眼判断单元、嘴部判断单元、头部判断单元和警告单元；使用本发明能够对驾驶员驾驶机动车过程中疲劳状态的监测，对驾驶员驾驶过程中疲劳状态的及时发现，并作出相应的提醒。

主权项

一种驾驶员疲劳检测手机，其特征在于，包括手机摄像头、手机功能单元和检测单元；其中检测单元包括切割单元、人眼判断单元、嘴部判断单元、头部判断单元和警告单元；手机摄像头：置于驾驶员前方，获取驾驶员面部的实时图像，并将实时图像帧传输给切割单元；切割单元根据手机摄像头获得的实时图像帧，进行人脸检测与定位，得到人脸所在区域发送给头部判断单元；再对人脸所在区域进行人眼、嘴部检测得到人眼位置图像和嘴部位置图像分别发送给人眼判断单元和嘴部判断单元；人眼判断单元：1.1根据切割单元发送的人眼位置图像，对人眼位置图像进行切割，得到眼睑周围部分区域，再排除眉毛部分得到切割后的眼睑部分图像；1.2将切割后得到的眼睑部分图像转化为灰度图，接着对转化后的灰度图进行直方图归一化及对比度增强，得到增强后的眼睑灰度图；1.3将增强后的眼睑灰度图进行二值化处理：根据实验经验设定相应阈值，将图像中颜色值大于设定阈值的点置为黑色，颜色值小于阈值的点置为白色，得到黑白两色图像，其中黑色部分将对应于瞳孔部分；1.4以50帧为周期进行统计，当周期开始时，对本周期第一帧图像进行计算，如果瞳孔部分比例达到整个画面的25%，则可以认为图像中人眼为正常睁开状态，则取本帧为比对帧；若未达到25%，则弃用本帧，判断下帧是否为对比帧；得到比对帧后，记录比对帧中黑色像素点数目作为比对值，本周期内剩余帧取黑色像素点数目与比对值进行比对，当剩余帧取黑色像素点数目少于比对值的85%时，则判定当前帧中人眼为非正常睁开状态；1.5统计非正常睁开帧，当连续出现5帧非正常睁开帧时，直接判定驾驶员 处于疲劳状态并立即将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；或者当一个统计周期的50帧图像中，非正常睁开帧达到12%即6帧时，则判定驾驶员处于疲劳状态并将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；嘴部判断单元：2.1根据切割单元发送的嘴部位置图像后，将图像转化为灰度图，接着对转化后的灰度图进行直方图归一化及对比度增强，得到增强后的嘴部灰度图；2.2将增强后的嘴部灰度图进行二值化处理：根据实验经验设定嘴唇部分颜色值区间，将符合颜色值区间的值置为黑色，剩余部分置为白色，得到黑白两色图像，其中黑色部分就对应于嘴部；2.3以65帧为周期进行统计，当周期开始时，对本周期第一帧图像进行计算，如果黑色部分比例小于整个画面的35%，则可以认为图像中嘴部为正常闭合状态，则取本帧为比对帧；若未大于35%，则弃用本帧，判断下帧是否为对比帧；得到比对帧后，记录比对帧中黑色像素点数目作为比对值，本周期内剩余帧取黑色像素点数目与比对值进行比对，当黑色像素点数目达到比对值的200%，即超出一倍时，则认为嘴部为非正常张开状态，认定驾驶员打了一次哈欠；2.4若在65帧周期内产生了3次或3次以上打哈欠的情况，则判定驾驶员处于疲劳状态并将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；头部判断单元：3.1．根据切割单元发送的人脸所在区域的图像，记录人脸在图像中所处的位置，作为比对数据；再次得到新的图像帧人脸所在区域的图像时，得出其中人脸的位置，与已有比对数据进行比较：人脸位置向下移动距离达到人脸区域高度的10%，则判定出现头部非正常位移；若不符合上一条件，则将新的图像帧中人脸位置数据更新为比对数据，对下一帧图像进行比对；3.2．以50帧为周期进行统计，若周期内连续出现5帧非正常位移帧，则认为头部出现下移后未能及时恢复，直接判定驾驶员出现疲劳状态并立即将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；若周期内没有连续出现5帧非正常位移帧，而非正常位移帧数量达到所有帧数量的10%，即5帧时，也认为驾驶员出现疲劳状况并将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；警告单元：接收人眼判断单元、嘴部判断单元、头部判断单元三个部分的并行分析得到驾驶员的疲劳状态，其中任一部分判定出现疲劳状态则认为驾驶员产生了疲劳状态，并发送警告指令给手机功能单元；手机功能单元：根据警告单元的警告指令利用手机自身功能对驾驶员进行警告。